6.4 Работа подземных вод

Все воды, находящиеся в земной коре, ниже поверхности Земли, называют подземными. Подземные воды распределяются в верхней части земной коры. Верхняя часть земной коры близ поверхности – зона аэрации. Ниже нее залегает зона полного насыщения. В зоне полного насыщения все поры заполнены капельножидкой водой, и тогда образуется водоносный горизонт. Находясь в земной коре в непрерывном движении, подземные воды

производят геологическую работу, заключающуюся в разрушении горных

пород, переносе продуктов разрушения и образовании определенных

типов отложений.

Первостепенную роль в геологической работе подземных вод

играют разрушительные процессы, выражающиеся в их химическом

и механическом воздействии на горные породы. Основным результатом разрушительной деятельности является образование карста

и оползней.

Карстовые процессы. Под карстом понимаются процессы растворения

и выщелачивания подземными (и поверхностными) водами растворимых

трещиноватых горных пород, приводящие к образованию

специфических форм рельефа на поверхности Земли и в глубине.

Породами, обладающими достаточно хорошей растворимостью, являются

галоидные (каменные и калийные соли), сульфатные (гипсы,

ангидриты) и карбонатные (известняки и доломиты). В зависимости

от состава исходных пород различают карст соляной, сульфатный (гипсовый)

и карбонатный (известковый). Наиболее часто встречается известковый

карст, что объясняется широкой распространенностью карбонатных

пород. Природные воды, содержащие минеральные и газовые компоненты,

обладают достаточной агрессивностью. Проникая по трещинам в горные

породы, они постепенно растворяют их, что в конечном итоге приводит

к формированию карстового ландшафта. Поверхностные карстовые формы развиваются на поверхности обнаженных

растворимых пород в результате совместного действия подземных

и поверхностных вод, растворяющих и одновременно размывающих горные породы. Поверхностные формы отличаются большим разнообразием.

К ним относятся: карры, поноры, карстовые воронки, колодцы,шахты, а также карстовые котловины и полья. 1.Карры – небольшие углубления чашеобразной формы. 2.Понор – узкие отверстия, похожие на каналы, образующиеся на местах пересечения трещин. 3.Карстовые воронки – провальные, воронки поверхностного выщелачивания, воронки просасывания. 4. Карстовые колодцы, шахты, пропасти являются вертикальными или

наклонными отверстиями значительной (до 1 км) глубины, нередко

непосредственно связанными с подземными формами. Их образование

обусловлено дальнейшим расширением и углублением трещин и понор

в массивах карстующихся пород 5. Карстовые котловины и полья (от славянск. «полье» — поле) представляют

собой наиболее крупные карстовые формы и встречаются в

основном в горных областях. Это обширные (до сотен квадратных километров)

замкнутые понижения па поверхности растворимых пород,

имеющие выровненное дно и крутые склоны высотой в десятки, а иногда

и сотни метров.

Рис. 30. Схема карстовых форм

Подземные карстовые формы представлены главным образом карстовыми пещерами. Это самые крупные карстовые формы, которые в

последние десятилетия стали объектом изучения специальной отрасли

науки — спелеологии. Карстовые пещеры представляют собой системы горизонтальных

или наклонных каналов, часто сложно ветвящихся, то сужающихся в

узкие расщелины, то расширяющихся в огромные залы и гроты, которые

достигают сотни метров в длину и 20-30 м в высоту. Такая причудливость

очертаний обусловлена сложной трещиноватостью и неоднородностью

состава карстующихся пород. На дне крупных пещер часто образуются подземные озера, ручьи

и реки, осуществляющие не только растворение, но и размыв (эрозию)

горных пород. Размыв могут производить и подземные воды, когда они

движутся по крупным трещинам со значительными скоростями. Следовательно,

не только процессы выщелачивания, но и механическое

разрушение горных пород играют важную роль в образовании пещер. Таким образом, поверхностные и подземные карстовые процессы

теснейшим образом связаны между собой. В сильно закарстованных районах часто наблюдаются многоэтажные

пещеры. Этажность карстовых пещер чаще всего связана с изменением

уровня грунтовых вод в зависимости от базиса эрозии местной

речной сети. Понижение базиса эрозии сопровождается понижением

уровня грунтовых вод, что приводит к формированию нового этажа пещеры. Рис. 31. Карстовая пещера Территория Московской области расположена в центральной части Московского артезианского бассейна. Питание грунтовых вод происходит как за счёт инфильтрации осадков и поверхностных вод, так и за счёт проникновения вод из нижележащих горизонтов. Химический состав внутренних вод преимущественно гидрокарбонатно -кальциевый, минерализация 0,4—0,5 г/л. Жёсткость воды в среднем 1,5—7 мг-экв/л. Во время прохождения практики мы наблюдали штольни возле реки Пахры около села Сьяново и у села Никитское(река Рожайка), которые пробили в местах развития карстовых процессов.

Рис. 32. Входы в подземные выработки у р. Рожайка и р. Пахра

Также наблюдались процессы выщелачивания в известняках на границе касимовского и гжельского ярусов в районе ст. 55 км.

Рис. 33. Стенка обнажений в районе ст. 55 км, горизонтальная слоистость, касимовский ярус.